液压驱动大坡度多转弯架空乘人装置的应用

杨 磊

（大同煤矿集团挖金湾虎龙沟煤业有限公司，山西 大同 037003）

架空乘人装置一般安装的几段巷道在同一直线，并且要求斜井和巷道坡度在18°以下。而对于几段巷道不在同一直线，斜井和巷道基本坡度超过18°的倾斜井巷来讲，架空乘人装置的选型、安装和管理有着特殊的要求。同煤集团挖金湾虎龙沟煤业公司因为井下运送人员的需要，决定在东斜井、3#联络巷、胶带运输转载巷、-500 m 集中远输巷四段巷道安装一部架空乘人装置。针对该四段巷道表现出的大坡度、多转弯的特点，经研究和论证，确定选用安装一部RJK275-35/2000U 型液压驱动架空乘人装置，同时制定了有效的现场安全管理措施，确保了设备安全平稳的运转。

1 工程概况

同煤集团挖金湾虎龙沟煤业有限公司位于怀仁县云中镇。矿井井田面积为12.207 9 km2，矿井保有储量为16 608 万t，设计可采储量为9 345.4 万t，服务年限为55 年。矿井开拓方式为斜井立井混合开拓，主要运输方式为斜井强力皮带，辅助运输为胶轮车运输，矿井生产布局为一井一面，综采采用走向长壁后退式综采放顶煤工作面，工作面顶板管理为全部垮落法。

虎龙沟煤业公司原有东、西斜井为混合提升井，矿井改造后，新增加皮带斜井提煤，东斜井撤掉原有提升机，安装架空乘人装置专门用于升降人员，西斜井担负除升降人员外的所有辅助提升任务，并能满足整体升降液压支架等大型设备的任务。为减轻工人的劳动强度，该矿决定在东斜井、3#联络巷、胶带运输转载巷、-500 m 集中远输巷四段巷道安装一部架空乘人装置。四段巷道的长度依次为450 m、165 m、175 m、280 m，坡度依次为23°、13°、3°、25°。因此该设备整体的运行距离为1090 m，从上而下依次经过163°、125°、148°三个转弯。架空乘人装置巷道平面如图1 所示。

图1 架空乘人巷道平面示意图

2 架空乘人装置的选型及安装

2.1 驱动方式的选择

当前架空乘人装置主要有蜗轮蜗杆传动、变频调速和液压驱动系统三种驱动方式。

蜗轮蜗杆传动的缺点：（1）传动摩擦损失比较大，传动效率低，传动效率不超过50 kW；（2）传动过程摩擦较大，热量产生较多，容易造成零部件及油液温度升高，而发生油液泄漏、蜗轮磨损、轴承损坏等故障。

变频调速系统存在如下缺陷：（1）价格昂贵；（2）产生的谐波干扰直接影响其他电气设备的工作；（3）工作性能不定，核心元件易损坏：（4）调速范围受限，且防爆变频器及其配套的变频电机价格较高；（5）配置变频器的驱动装置电机启动时也是带负荷启动，不能空载启动。

液压驱动系统的优点：（1）液压驱动动能可以实现无级调速和正反转；（2）可以实现电机空载启动，提高设备及零部件的使用寿命；（3）可以任意设定启动和停车的加、减速特性；（4）液压驱动装置结构紧凑，较适合井下复杂的环境；（5）液压驱动系统的性价比高。

经过多方的论证选型，虎龙沟煤业选用RJKZ75-35/2000U（A）型煤矿大坡度可摘挂抱索器架空乘人装置。该装置采用液压驱动系统，液压油泵型号为HPV35-02RH1P，液压马达型号为A2FE107/61W-VZL100，液压减速机型号为713C3B34A097 H65WHWU26。

2.2 架空乘人装置在胶带运输转载巷的安装

架空乘人装置在长度为175 m 的胶带运输转载巷的安装中采用“皮机合一”的安装方式，安装断面示意图如图2 所示。从图中可知，在胶带运输转载巷中，既需要安装架空乘人装置，又需要安装带式输送机。在这种情况下，必须将巷道的断面进行扩大改造，同时将以往的工字钢棚支护方式改造为锚喷支护方式，有效地提高支护效果。这样就实现了“皮机合一”的安装，同时将带式输送机与架空乘人装置隔开。

图2 装置“皮机合一”的安装断面示意图

2.3 转弯装置的安装

在该架空乘人装置的安装过程中，要经过3 个转弯，下面以设备在2 号转弯处横梁的安装情况进行分析。在2号转弯处设备的横梁安装图如图3所示。

图3 2 号转弯处转弯装置横梁安装示意图

安装过程：（1）检查转弯装置横梁的安装是否符合设计要求；（2）在横梁上做好安装中心线标记；（3）安装吊梁及转弯轮固定板；（4）安装转弯轮及双压轮绳；（5）调整轮距，使外弧转弯外侧轮槽中心和内弧转弯轮内侧轮槽中心到安装中心线的距离均为钢丝绳间距的一半，调节方法为转弯轮和转向轮吊架配合调节。

3 架空乘人装置的运行管理方案

3.1 行人安全管理方案

该架空乘人装置安装后，由于是双向运行模式，设备运行距离长达1090 m，该设备乘坐的人员非常之多，因此对于乘坐该设备的行人安全管理是非常重要的。运输设备上的各种保护装置必须齐全，保护装置的安全性和可靠性要高。在架空乘人装置的机头、机尾和各转载点都要配备专职管理人员，要求其认真负责地做好自己的工作，要求行人间距必须大于10 m。

3.2 座椅管理方案

为保障乘人装置运送人员的安全性，制定了座椅管理方案，工作人员在乘坐装置时必须执行严格的座椅使用方法，确保安全。人面向钢丝绳运行方向，将座椅立放在身前，用脚和双腿固定座椅；打开座椅中间的闭锁装置，旋转座椅，使抱索器与钢丝绳平行后，闭合闭锁；确认抱索器在吊椅杆前方，双手托起座椅，吊挂，乘坐；下车时，人员平稳站立后双手托举座椅，使抱索器脱离钢丝绳，摘下座椅放到指定地点。

4 效果分析

通过研究和论证，液压驱动RJKZ75-35/2000U（A）型煤矿大坡度可摘挂抱索器架空乘人装置在虎龙沟煤业成功安装并投入运行。设备至今已运行有1 年时间，设备整体运行稳定，无安全事故发生，保障了井下224 人的乘坐需求。设备在实践应用过程中，表现出了操作简便、随到随行、耗能少、运输效率高的优点。该设备实现了安全、持续运转，为实现该矿安全高产开采奠定了基础。